JP2005127595A - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機や冷凍機などに使用され、多数積層された平板状のフィンの間を流動する空気などの気体と偏平状の伝熱管内を流動する水や冷媒などの流体との間で熱を授受するフィンアンドチューブ式の熱交換器に関するものである。 The present invention is used in an air conditioner, a refrigerator, and the like, and is composed of a gas such as air flowing between a plurality of stacked flat fins and a fluid such as water and refrigerant flowing in a flat heat transfer tube. The present invention relates to a fin-and-tube heat exchanger that transfers heat between the two.
一般に、多数積層された平板状のフィンと偏平状の伝熱管とで構成されるフィンアンドチューブ式の熱交換器は、図8に示すように、一定間隔で平行に積層されるとともに、その間を空気などの気体が流動する多数の平板状のフィン1と、これらのフィン1に略直角に所定のピッチで挿入され、内部を水や冷媒などの流体が流動する、断面外周が偏平状の伝熱管4および、伝熱管4の両端それぞれが接続され、伝熱管4とともに冷媒流路を形成するヘッダー5とから構成されている。
In general, a fin-and-tube heat exchanger composed of a large number of laminated flat fins and flat heat transfer tubes is laminated in parallel at regular intervals as shown in FIG. A large number of plate-
そして従来の熱交換器のフィン1は、図9に示すように、積層されるフィン1の一定間隔を保持するために、フィン1に根元の幅より先端の幅が広い逆台形状の立ち上げ片12が設けられている。なお、フィン1には、伝熱管4を挿入するため、貫通穴13が設けられている(例えば特許文献1および特許文献2参照)。
しかしながら、上記従来の構成では、立ち上げ片12は、根元を除いて、フィンから切り取られ、フィンベースにほぼ垂直に立ち上げ加工しただけの構造であるため、立ち上げ片は容易に倒れてしまい、多数積層されるフィン1の一定間隔を正確に保持するという本来の目的を果たせないという課題を有していた。本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、多数積層されるフィンの一定間隔を容易に正確に保持するとともに、平板状のフィンと偏平状の伝熱管とを良好に密着接合することができる熱交換器を提供することを目的とする。
However, in the above-described conventional configuration, the rising
上記課題を解決するために本発明の熱交換器は、偏平状の伝熱管を挿入し密着接合するためにフィンに開けられた概略長方形の貫通穴の周囲の一部に、積層される前記フィンの一定間隔を保持するためのフィンカラーを設けるもの、または、偏平状の伝熱管を挿入し密着接合するためにフィンに開けられた概略長方形の貫通穴の周囲に、積層されるフィンの一定間隔より高さが低いフィンカラーを設けるとともに、このフィンカラーとは別に、フィンに、その先端をリフレアー加工した、積層されるフィンの一定間隔と高さが等しい概略円筒状のフィンカラーを設けるものである。 In order to solve the above-described problems, the heat exchanger according to the present invention includes a fin that is stacked on a part of a periphery of a substantially rectangular through hole that is formed in a fin in order to insert and attach a flat heat transfer tube. A fin collar for maintaining a constant interval of the above, or a fixed interval of fins stacked around a substantially rectangular through hole opened in the fin for inserting and closely bonding a flat heat transfer tube In addition to providing a fin collar with a lower height, apart from this fin collar, the fin is provided with a generally cylindrical fin collar whose tip is reflared and whose height is equal to the fixed interval between the stacked fins. is there.
上記構成のように、偏平状の伝熱管を挿入し密着接合するためにフィンに開けられた概略長方形の貫通穴の周囲の一部に、積層されるフィンの一定間隔と高さが等しいフィンカラーを設けることによって、または、偏平状の伝熱管を挿入し密着接合するためにフィンに開けられた概略長方形の貫通穴の周囲の高さが低いフィンカラーとは別にフィン表面に、積層されるフィンの一定間隔と高さが等しく、その先端をリフレアー加工した概略円筒状のフィンカラーを設けることによって、積層される前記フィンの一定間隔を容易に正確に保持することができるとともに、偏平状の伝熱管を挿入し密着接合するためにフィンに開けられた概略長方形の貫通穴の周囲に、高さが低いものも含めてほぼ全周にわたってフ
ィンカラーを設けることによって、平板状のフィンと偏平状の伝熱管との密着性を良好にすることができるものである。
As in the above configuration, a fin collar with the same interval and height of the fins to be laminated around a part of the periphery of a substantially rectangular through hole opened in the fin for inserting and closely bonding a flat heat transfer tube Or a fin that is laminated on the fin surface separately from the fin collar having a low height around a substantially rectangular through-hole formed in the fin in order to insert and attach a flat heat transfer tube By providing a substantially cylindrical fin collar having a height equal to the constant interval and having a flared tip, the fixed interval between the fins to be stacked can be easily and accurately maintained, and a flat transmission can be achieved. A fin collar is provided around the entire circumference, including those with a low height, around a roughly rectangular through-hole opened in the fin for inserting and tightly bonding the heat tube. , In which it is possible to improve the adhesion between the plate-like fins and flat heat transfer tubes.
本発明の熱交換器によれば、積層されるフィンの一定間隔を容易に正確に保持することができるとともに、平板状のフィンと偏平状の伝熱管との密着性を良好にすることができるという効果を奏する。 According to the heat exchanger of the present invention, it is possible to easily and accurately maintain a fixed interval between the laminated fins, and to improve the adhesion between the flat fins and the flat heat transfer tubes. There is an effect.
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、本発明の実施形態の熱交換器の基本構成は、従来の技術で述べた図8に示した多数積層された平板状のフィンと偏平状の伝熱管とで構成される一般的なフィンアンドチューブ式の熱交換器と同じなので説明を割愛し、そのフィン形状に特徴があるので、フィン形状について詳しく説明する。 The basic configuration of the heat exchanger according to the embodiment of the present invention is a general fin composed of a plurality of laminated flat plate-like fins and flat heat transfer tubes shown in FIG. 8 described in the prior art. Since it is the same as an and-tube type heat exchanger, the description is omitted, and the fin shape is characteristic, so the fin shape will be described in detail.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1のフィンアンドチューブ熱交換器のフィンの斜視図で、図2は、図1のフィンのAA断面拡大図で、フィンを3枚積層したものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a perspective view of a fin of the fin-and-tube heat exchanger according to the first embodiment, and FIG. 2 is an AA cross-sectional enlarged view of the fin of FIG. 1, in which three fins are stacked.
図1、2において、伝熱管4を挿入し密着接合するためにフィン1に開けられた貫通穴13を、偏平状の伝熱管4の断面外周に概略沿う形状すなわち概略長方形とし、概略長方形の貫通穴13の2つの長辺の一方から、積層されるフィンの一定間隔Pfと等しい高さでフィン1にほぼ垂直に立ち上がり、さらに立ち上がりの先端を貫通穴13の外側方向に折り曲げたフィンカラー21が設けられている。概略長方形の貫通穴13の、積層されるフィン1の一定間隔Pfと等しい高さのフィンカラー21を設けた一方の長辺の向かい側の長辺には、積層されるフィン1の一定間隔Pfより高さが低いフィンカラー22が設けられている。フィン1の表面の、気体の主流方向に直角方向すなわち段方向に隣接する伝熱管4の間の領域には、気体主流方向に開口するルーバー23が設けられている。ルーバー23の高さHlは、積層されるフィン1の一定間隔Pfの1/2とおよそ等しくなるよう形成されている。
1 and 2, the
上記構成において、積層されるフィンの一定間隔Pfと等しい高さでフィン1にほぼ垂直に立ち上がり、さらに立ち上がりの先端を貫通穴13の外側方向に折り曲げたフィンカラー21により、積層されるフィン1の一定間隔Pfを容易に正確に保持することができるとともに、偏平状の伝熱管4を挿入し密着接合するためにフィンに開けられた概略長方形の貫通穴13のほぼ全周にわたって、高さが高いフィンカラー21あるいは高さが低いフィンカラー22が設けられているので、平板状のフィン1と偏平状の伝熱管4との密着性を良好にすることができるものである。
In the above-described configuration, the
また、フィン1の表面の、気体の主流方向に直角方向すなわち段方向に隣接する伝熱管4の間の領域に設けた、気体主流方向に開口し、高さH1が積層されるフィン1の一定間隔Pfの略1/2のルーバー23により、優れた通風特性と伝熱性能が得られる。
Further, the
(実施の形態2)
図3は、実施の形態2のフィンアンドチューブ熱交換器のフィンの斜視図で、図4は、図3のフィンのAA断面拡大図で、フィンを3枚積層したものである。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a perspective view of the fins of the fin-and-tube heat exchanger according to the second embodiment, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the AA cross section of the fins of FIG.
図3〜4において、伝熱管4を挿入し密着接合するためにフィン1に開けられた貫通穴13を、偏平状の伝熱管4の断面外周に概略沿う形状すなわち概略長方形とし、概略長方
形の貫通穴13の2つの対向する長辺に、所定の幅で交互に、貫通穴13の長辺の一部から、積層されるフィン1の一定間隔Pfと等しい高さでフィン1にほぼ垂直に立ち上がり、立ち上がりの先端を貫通穴13の外側方向に折り曲げたフィンカラー31が設けられている。
3 to 4, the
概略長方形の貫通穴13の周囲の、積層されるフィン1の一定間隔Pfと等しい高さのフィンカラー13を設けたところ以外には、積層されるフィン1の一定間隔Pfより高さが低いフィンカラー32が設けられている。フィン1の表面の、気体の主流方向に直角方向すなわち段方向に隣接する伝熱管4の間の領域には、気体主流方向に開口する切り起こし33が設けられている。そして、切り起こしの高さは、積層されるフィン1の一定間隔Pfの略1/4〜略3/4となるよう形成され、切り起こし33の幅Wsは、フィンベースの幅Wbの約1/2〜約2/5となるよう形成されている。
A fin having a height lower than the fixed interval Pf of the laminated
そして、この実施の形態によれば、積層されるフィンの一定間隔Pfと等しい高さでフィン1にほぼ垂直に立ち上がり、さらに立ち上がりの先端を貫通穴13の外側方向に折り曲げたフィンカラー31により、積層されるフィン1の一定間隔Pfを容易に正確に保持することができるとともに、偏平状の伝熱管4を挿入し密着接合するためにフィンに開けられた概略長方形の貫通穴13のほぼ全周にわたって、高さが高いフィンカラー31あるいは高さが低いフィンカラー32が設けられているので、平板状のフィン1と偏平状の伝熱管4との密着性を良好にすることができるものである。また、フィン1の表面の、気体の主流方向に直角方向すなわち段方向に隣接する伝熱管4の間の領域に設けた、気体主流方向に開口し、高さHsが積層されるフィン1の一定間隔Pfの略1/4〜略3/4で、幅Wsがフィンベースの幅Wbの約1/2〜約2/5の切り起こし33により、優れた通風特性と伝熱性能が得られる。
And according to this embodiment, by the
(実施の形態3)
図5は、実施の形態3のフィンアンドチューブ熱交換器のフィンの斜視図で、図6は、図5のフィンのAA断面拡大図で、フィンを3枚積層したものである。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a perspective view of the fin of the fin-and-tube heat exchanger according to the third embodiment, and FIG. 6 is an AA cross-sectional enlarged view of the fin of FIG. 5, in which three fins are stacked.
図5、6において、伝熱管4を挿入し密着接合するためにフィン1に開けられた貫通穴13を、偏平状の伝熱管4の断面外周に概略沿う形状すなわち概略長方形とし、概略長方形の貫通穴13の2つの短辺のそれぞれから、積層されるフィンの一定間隔Pfと等しい高さでフィンにほぼ垂直に立ち上がり、さらに立ち上がりの先端を貫通穴13の外側方向に折り曲げたフィンカラー41が設けられている。
5 and 6, the through
一方概略長方形の貫通穴13の二つの長辺には、短辺に設られた、積層されるフィンの一定間隔Pfと等しい高さのフィンカラー41より高さが低いフィンカラー42が設けられている。フィン1の表面の、気体の主流方向に直角方向すなわち段方向に隣接する伝熱管4の間の領域には、稜線が段方向に伸びる山部43と谷部44が交互に設けられている。
On the other hand, two long sides of the substantially rectangular through-
上記構成において、概略長方形の貫通穴13の2つの短辺から、積層されるフィンの一定間隔Pfと等しい高さでフィン1にほぼ垂直に立ち上がり、さらに立ち上がりの先端を貫通穴13の外側方向に折り曲げたフィンカラー41により、積層されるフィン1の一定間隔Pfを容易に正確に保持することができるとともに、概略長方形の貫通穴13の2つの長辺には、積層されるフィンの一定間隔Pfより高さは低いがフィンカラー42が設けられており、概略長方形の貫通穴13はほぼ全周にわたって、高さが高いフィンカラー41あるいは高さが低いフィンカラー42が設けられているので、平板状のフィン1と偏平状の伝熱管4との密着性を良好にすることができるものである。
In the above-described configuration, from the two short sides of the substantially rectangular through
また、フィン1の表面の、気体の主流方向に直角方向すなわち段方向に隣接する伝熱管4の間の領域には、稜線が段方向に伸びる山部43と谷部44が交互に設けたことにより、優れた伝熱性能が得られる。また、上記構成の熱交換器を空気調和機の室外熱交換器で使い、暖房運転時に外気が低温になったとき、フィンの表面に着霜するが、温度境界層前縁効果で高性能を得るルーバーや切り起こしのように、着霜により目詰まりが早く、暖房性能が急激に下がるということも生じにくい。
Further, in the region between the
(実施の形態4)
図7は、実施の形態4のフィンアンドチューブ熱交換器のフィンの斜視図である。図7において、伝熱管4を挿入し密着接合するためにフィン1に開けられた貫通穴13を、偏平状の伝熱管4の断面外周に概略沿う形状すなわち概略長方形とし、概略長方形の貫通穴13の周囲に、積層されるフィン1の一定間隔Pfより高さが低いフィンカラー51を設けるとともに、伝熱管4を挿入するためにフィン1に開けられた貫通穴13に設けられたフィンカラー51とは別に、フィン1に、その先端をリフレアー加工した、積層されるフィン1の一定間隔Pfと高さが等しい概略円筒状のフィンカラー52が設けられている。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a perspective view of fins of the fin-and-tube heat exchanger according to the fourth embodiment. In FIG. 7, the through-
そして、この実施の形態によれば、積層されるフィン1の一定間隔Pfと高さが等しく、その先端をリフレアー加工した概略円筒状のフィンカラー52により、積層されるフィン1の一定間隔Pfを容易に正確に保持することができるとともに、高さは低いが概略長方形の貫通穴13のほぼ全周にわたって設けられたフィンカラー51により、平板状のフィン1と偏平状の伝熱管4との密着性を良好にすることができるものである。
And according to this embodiment, the constant interval Pf of the
なお、上記実施の形態1のルーバー23を実施の形態2、実施の形態3、実施の形態4のフィン1表面の段方向に隣接する伝熱管4の間の領域に形成しても、ルーバー23に関わる同様の通風特性と伝熱性能を得ることができる。また、上記実施の形態2の切り起こし33を実施の形態1、実施の形態3、実施の形態4のフィン1表面の段方向に隣接する伝熱管4の間の領域に形成しても、切り起こし33に関わる同様の通風特性と伝熱性能を得ることができる。
Even if the
また、上記実施の形態3の稜線が段方向に伸びる山部43と谷部44の交互繰り返しの起伏部を実施の形態1、実施の形態2、実施の形態4のフィン1表面の段方向に隣接する伝熱管4の間の領域に形成しても、山部43と谷部44の交互繰り返しの起伏部に関わる同様の伝熱性能および低温着霜特性を得ることができる。
Further, the undulating portions of the alternately repeated
1 フィン
4 伝熱管
13 貫通穴
21、31、41、52 積層されるフィンの所定間隔と等しい高さのフィンカラー
22、32、42、51 高さが低いフィンカラー
23 ルーバー
33 切り起こし
43 山部
44 谷部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
に、稜線が段方向に伸びる山部と谷部を交互に設けたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の熱交換器。 2. A peak portion and a valley portion with ridge lines extending in a step direction are alternately provided in a region between the heat transfer tubes adjacent to each other in the direction perpendicular to the gas main flow direction, that is, the step direction, on the surface of the fin. The heat exchanger in any one of -6.
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